Question

【题目】某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究_______对反应速率的影响。

编号	温度	催化剂	氯酸钾、二氧化锰的质量比	生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ	400℃	MnO2	1:1	153
实验Ⅱ	400℃	MnO2	2:1	240

小芳在实验时，误把氧化铁当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行如下探究：

（猜想Ⅰ）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂。

（设计实验）

按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度（提示：开始产生气体的温度越低，表示反应速度越快）。

实验编号	实验药品	分解温度（℃）
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾和二氧化锰（质量比1︰1）	350
③	氯酸钾和氧化铜（质量比1︰1）	370
④	氯酸钾和氧化铁（质量比1︰1）	390

（数据和结论）

（1）由实验_________与实验④对比，证明猜想合理；

（2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是__________。

（反思）

（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的______和______是否改变。小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙（CaO2）增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。

（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气。

实验装置	实验主要过程
	①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。

实验结论：过氧化钙与水反应________（填“能”或“不能”）用于实验室制取氧气。

（分析与反思）

（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是__________。

（2）小林希望对此实验进行改进，使该反应加快，请你帮他提出合理化建议_________。

（3）同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气。你认为猜想_________ （填序号）一定是错误的，理由是_________。

Answer 1

【答案】氯酸钾和二氧化锰的质量比 ① 二氧化锰或MnO2 质量 化学性质 不能 过氧化钙能在水中持续、缓慢放出氧气，所以可作增氧剂 加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂） ② 化学反应前后元素种类不变，而反应前没有碳元素

【解析】

两组实验中只有氯酸钾和二氧化锰的质量比不同，其他条件相同。某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响。

数据和结论：

（1）根据表格中的数据可知，由实验①与实验④对比，证明猜想合理；

（2）实验所用的三种物质中，二氧化锰用作催化剂时，分解温度最低。催化效果最好的是二氧化锰或MnO2；

反思：

（1）在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的质量和化学性质是否改变；

实验结论：

根据实验现象可知，过氧化钙与水反应速率太慢，过氧化钙与水反应不能用于实验室制取氧气；

分析与反思：

（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是过氧化钙能在水中持续、缓慢放出氧气，所以可作增氧剂；

（2）小林希望对此实验进行改进，使该反应加快，合理化建议加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）；

（3）同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气。猜想②一定是错误的，理由是化学反应前后元素种类不变，而反应前没有碳元素。